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OMEGA8500与ROLEX3135技术对比(一家之言仅作参考)

发布者: chn6 | 发布时间: 2013-1-1 20:45| 查看数: 34628| 评论数: 280|帖子模式

这是我与其他表友就8500与3135技术问题争论中,自觉还不错的一篇,发来求指证。通过分析,我们可以知道为何欧米茄同轴擒纵的摆幅普遍偏高。

必须承认,劳力士的创新意识曾经是钟表界中最强烈的一个,其专利之多确实无人能出其右,但为何到今天却让大家产生保守的感觉?其实因为一项成熟的技术,确实可以延绵多年而不衰,直到它真正的对手出现。我认为3135的真正对手已经出现,那就是8500,我会力图在技术层面证明这一点,希望持反对意见的各位能全力反驳,让我们满是作业的论坛有点温度。

让我们抓住重点,排除那些相比次要或者偏好性的因素,外形、色彩、背透等等,就机芯技术、材料、工艺方面,将3135与8500进行比较,根据你最后一篇的发表,我们是否可以把争论的焦点归结为:
1. 红轮与DLC黑化工艺
2. 单发条盒与双发条盒
3. 两者的游丝
4. 杠杆擒纵与同轴擒纵
5. 摆频差异
让我们先集中探讨这几个硬性问题。

1. 红轮与DLC黑化工艺,DLC工艺到底有没有实用价值

为此我查阅了些资料,并认为,DLC目前是一项比较成熟的技术,能实现既如金刚石般耐磨又如石墨般顺滑,具体信息见:
http://www.iwatch365.net/thread-17228812-1-1.html

无庸置疑,这项技术在很多工业领域已被广泛应用,并获得良好的效果,首先可以证明DLC确实并非噱头。我们不能一边赞叹ROLEX1955开始采用的"红轮"有多么优秀,一边说OMEGA使用DLC工艺只是华丽的装饰,这既不客观,也不公平。

8500系列机芯在发条盒、摆轮和部分关键螺丝上使用了DLC技术。发条盒DLC处理对提高上链效率,以及提升动力输出方面效果显著,因为DLC处理后的发条盒,对发条盘上下面的摩擦阻力被大大降低,发条的收缩和扩展几乎不会受到额外的摩擦,既提高了上链效率,又提高了动力输出效率,相比ROLEX机芯的"红轮"技术只运用于自动上链齿轮组,效果更全面,因此8500的自动上链效率高达1:3.8,而ROLEX3135机芯为1:3.5。在实际使用中,即使你每天坐办公室仅做室内活动,机芯也不会停摆。摆轮和螺丝的DLC处理,更多是为了持久耐用,防止侵蚀。


2. 单发条盒与双发条盒

8500机芯整体结构设计得相当巧妙,在有限的空间,要增大动力,实用双发条盒是唯一的途径,因为不仅发条盒的直径可以更小,厚度亦可以更薄,同时,使两个发条盒和中间的链接齿轮都能上下两端安装宝石轴承,而3135的发条盒及齿轮组为单宝石轴承并用螺丝紧固,相比而言,抗震性、阻力特性、耐久性均不及8500的设计,详见:

8500机芯详细资料图册: http://www.iwatch365.net/thread-17211918-1-1.html
3135机芯拆解图: http://www.chronometrie.com/rolex3135/rolex3135.html

有关双发条盒故障率高于单发条盒的提法,我首先同意酋长同志的计算,但你可能忘了发条盒不是喷气发动机,其完全不进行保养的寿命也比机芯本身要高N倍,即使是因为外力冲击,能损坏8500双发条盒中任何一个的冲击,一定也能损坏3135的单发条盒。

因此就发条盒而言,8500的双发条盒储存能量更高,更节省空间,同时因上下双向轴承固定,DLC黑化耐磨损、自润滑工艺,总体上远超3135的设计。


3. 两者的游丝

硅油丝和蓝游丝,已经争论多时,你说色泽上毫无疑蓝游丝更美观我同意,但劳没有背透,去劳服你也看不见,只能意淫它在里面,所以你这说优势不存在,至少8500可以看到游丝的呼吸。

有关工艺,蓝游丝拉丝本身就是数控的,ROLEX也一度是自动化水平最高的瑞士表生产商,你不能因为今天OMEGA的自动化水平赶超了就说失去了灵魂,这也是为什么ROLEX总是被与OMEGA相提并论的原因:他们都是工业化制表的典范,只是他们技术工艺领先,质量高而已,本质与你说的廉价表在生产方式上确实没有本质区别,所以你真的不要说ROLEX和OMEGA是机械艺术品,PP,AP他们要笑了。这也是ROLEX为什么不能进爱表族第一排的根本原因,很科学的归类法。

就游丝本身,相关具体物理参数我们无法获得,或者需要很久后才能看得到实用结果,因此过多评论也无意义,我依然坚持因为光刻法的高精度,而方便实现更高走时精度及位差的观点,而且硅油丝完全无磁性,而蓝游丝是顺磁性,如果遇到极强磁场还是有受磁可能。所以总的来说,硅游丝更优秀。


4. 杠杆擒纵与同轴擒纵

这部分应该说最有意思,也最有探讨的空间,已经说过的不再重复,就你提出同轴能量消耗更大的观点,我的分析如下:

同轴擒纵设计的核心目标有两点,一是降低摩擦系数,减少摩擦面积,从而降低磨损,延长维护周期,减少因滑动摩擦导致的能量损耗,二是提高推动摆轮的效率,将滑动斜侧向推动改进为正向推动。

根据OMEGA提供的官方数据,同轴擒纵的摩擦行程只有原来传统杠杆擒纵机构的1/16,此数据应当非常可靠,只需进行简单的几何计算即可得出。在摩擦系数相当的前提下,同轴擒纵的摩擦力大致约为杠杆擒纵的1/16,应当说第一个目的已经实现,同轴擒纵本身不可能比杠杆擒纵能量损耗更大。

由于将滑动斜侧向推动改进为正向推动,发条的能量传递给擒纵叉和摆轮的效率更高,根据下图我们可知:
X = ROLEX Cal.3135


Escapement 擒纵方式: Co-Axial 同轴; traditional 传统(杠杆式)
Winding speed per hour 自动上弦效率(每小时普通运动能带来的走时时长)
Av.autonomy 动力储存
Regulating-power 摆轮 功率
Usable energy 可用总能量

其中Regulating-power为摆轮平均功率,单位为µW 微瓦,1µW = 0.000001W

旋转系统中,功率与力矩角速度有关:



故此时平均功率为

.

角速度  

力矩

虽然8500的摆轮频率为3.5Hz=1秒钟往复7次摆动,3135为4Hz=1秒钟往复8次摆动,也就是说8500摆轮的旋转角速度小于3135,为3135摆轮的0.875,由于其功率为3135的310µW/299µW=1.036789297658863倍,由此可以推导出,8500的摆轮接受擒纵轮传递过来平均力矩为3135的1.184902054467272倍,也就是说,8500的同轴擒纵系统相比3135的杠杆擒纵系统,多输出了18.5%的力矩,这增加的部分,便是得益于同轴擒纵系统将滑动斜侧向推动改进为正向推动的效果。

很多人可能还忽略了一个事实,这也许是同轴擒纵设计时的意外收获,那就是:摆轮的摆幅上限,相对于杠杆擒纵大幅增加,让我们来看看原理:

传统的杠杆擒纵


同轴擒纵


传统杠杆擒纵一直有个原理性困扰:击摆,如下图所示:



杠杆擒纵系统中,由于擒纵叉限位钉的安装位置,导致摆轮摆幅最高只能摆到大约330度,假如摆动幅度再提高,那就会发生“击摆”,“击摆”也叫做“撞摆”,是摆轮上的冲击钉(图中C)撞到擒纵叉喇叭口外侧(图中R)的一种现象,“击摆”有间歇的和长时间的,长时间的“击摆”同时会产生驰骋般马蹄状表音,伴随手表眼看着走快。

也许乔治.丹尼尔斯在发明同轴擒纵时并未想到,同轴擒纵由于擒纵叉不在擒纵轮——摆轮的直线上,而是放在一侧,他的发明顺道解决了困扰钟表界很久的击摆问题,使摆轮的摆动上限不再限于330度,理论上甚至可以达到350度。

3135的杠杆擒纵,为了保留安全余量,摆轮摆幅一般在300度以下,而8500同轴擒纵,正常摆幅都在330左右,我们知道,除频率外,摆轮摆幅同样是衡量机芯性能的重要标准之一,摆幅越大,同频率下角速度越高,抗震性能越佳,持续运行稳定性越高。

让我们来看看8500发布时,OMEGA提供的有关说明信息节选:
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
... 研发者的目标就是将整个齿轮传动链中摩擦损耗降低至最少,可以均衡的输出旋转力矩和动能,这样摆轮的摆幅波动可以减少至5.4个百分点,在钟表制造中是极其出色的成绩,因为通常平均值到百分之十就是顶级产品了。全新摆轮有DLC镀膜和38度弯臂设计,目的是增重,增加转动惯性矩,原来2500同轴机芯的惯性量只有9.4,8500芯增加到21(单位毫克*平方厘米),大大提高了运行稳定性。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
通过以上浅显粗略的分析和计算,OMEGA的说明内容不是吹嘘,是真正成熟同轴擒纵应该达到的效果。


5. 摆频差异

通过之前的分析,虽然说明了摆轮的频率并非其性能的唯一指标,摆幅和运动惯量同样重要,但这里我还是想分析一下为何8500的同轴擒纵,要采用比较怪异的每小时25200次摆动频率。

我们在此仔细看看同轴擒纵的原理:



需要些想象力:
步骤1,现在摆轮正逆时针转动,擒纵轮被擒纵叉左边的进入棘爪F卡主不能转动,虽然你看不见摆轮,图上摆轮滚轴I即摆轮的轴;这个旋转的过程,将使摆轮滚轴I下方的红色宝石(摆钉),开始带动擒纵叉转动,擒纵叉现在开始逆时针转动,由于杠杆作用,现在进入棘爪F开始向下方移动,直至完全与擒纵轮a齿分离,由于擒纵轮上有通过齿轮系传递来的发条动力,分离后瞬间,擒纵轮将因为没有阻碍,开始高速逆时针旋转。



步骤2,摆轮继续顺时针旋转,马上要发生的,是同轴擒纵构思最奇妙的地方:摆轮地盘上不仅有摆钉,还有安装有一个特殊的宝石:滚轴棘爪J,奇妙的地方在于:摆轮旋转的速度,要与擒纵轮被松开后旋转的速度匹配,擒纵轮旋转的线速度还应该比滚轴棘爪J稍快,上图所描绘的时机,擒纵轮b齿要刚好赶上滚轴棘爪J,并在它的背后使劲推上一把。这一过程,就是擒纵轮给摆轮输送能量的过程。

在描述后面的步骤前,我们需要继续想象下去:摆轮继续顺时针旋转,继续通过摆轮钉驱动擒纵叉逆时针旋转,然后往下看:



步骤3,先不要管这幅图,我们的摆轮继续顺时针旋转,擒纵轮c齿将与擒纵叉的离开棘爪H碰撞,擒纵轮被挡住停止旋转。
到此,擒纵系统完成了一次,由纵至擒的过程。
然后我们再看上图,摆轮被游丝的力量带回来,开始逆时针旋转,此时擒纵轮依然被卡主不能旋转,又一个神奇的时刻:上一步骤图中的滚轴棘爪J,此时要刚刚好错开擒纵轮齿,否则摆轮就要被卡死了,当然,这就是为什么同轴擒纵被设置为目前8个齿的特殊几何机构的原因。
滚轴棘爪J成功躲开擒纵轮齿后,摆轮钉与擒纵叉开始触碰,带动擒纵叉顺时针旋转,离开棘爪H开始移动,直至与擒纵轮c齿分离,擒纵轮失去阻挡,再次开始高速逆时针旋转。



步骤4,摆轮继续逆时针旋转,擒纵轮上层齿轮的d齿开始撞击擒纵叉中部的杠杆脉冲石G,通过杠杆作用,将力量由杠杆脉冲石G带给擒纵叉,又由擒纵叉传递给摆轮钉,从而把能量传递给摆轮。

同轴擒纵运行解析动画:



经过对同轴擒纵工作原理的描述,我们发现其具有的几个特点:
1)同轴擒纵轮可能只能设计为8齿齿轮,否则在步骤1和3可能会发生擒纵轮与棘爪宝石反向碰撞的问题,那就白搭了。
2)在步骤2和4,擒纵轮的轮齿需要追上棘爪宝石,并推他们一把,这里有个安装精度匹配的问题。
3)同轴擒纵轮直径小,只有8个齿,匹配摆轮频率需要相比杠杆擒纵轮两倍以上的高转速。

手头没有合适的工具来做实验,只能全凭想象,8500机芯采用每小时25200次"怪异"的摆动频率,可能与上面三个原因有关,这也是2500A和B的血泪换来的宝贵经验,有人可能问,为什么频率是3.5Hz而不是3.6或者3.7Hz?这是为了更好的匹配齿轮齿数。

因此我不同意从28800降频至25200是因为磨损更高问题,2500AB偷停的真正原因非常复杂,是好几个问题的综合结果。

杠杆擒纵每次由"擒"转"纵"的过程是由擒纵叉上单独一个棘爪完成,棘爪宝石松开卡住的擒纵轮紧接着就被该棘爪推动。

而同轴擒纵每次由"擒"转"纵"的过程是由两个不同的棘爪宝石完成,当一个负责"擒"的宝石松开擒纵轮,由另一个宝石接受"纵"的能量。这要求擒纵叉、棘爪宝石、摆轮摆丁和滚轴棘爪以相当高的精度装配,不如杠杆擒终装配精度的容差大。

机械系统在设计时必须要考虑允许一定的加工和装配容差,因为长期运行的磨损、外界的碰撞或震动,多少会改变零件的安装位置和状态,要求精度太高的结果就是系统受扰后停止工作。

也许正是这个原因,同轴擒纵的机械原理决定了:频率越高,其要求各零件的装配精度越高,允许的工作容差越小。这里需要找到一个平衡点,让同轴擒纵拥有与杠杆擒纵相似的容差性,又不至于频率过低。

理论上,没有完美的系统,所谓鱼与熊掌不可兼得,就目前现有的结构设计而言,同轴擒纵在能量传递效率、摩擦阻力、对润滑油的依赖等方面,明显好于杠杆擒纵,但同时有加工装配精度要求高、允许工作容差小的问题。

为了弥补频率的降低,8500的设计师们增大了摆轮的的质量,以更高的运动惯性提升摆轮系统的运行精度与抗干扰性。

评估摆轮的性能值就是摆轮 功率,摆轮 功率的计算前面我们已经提过,由旋转力矩与角速度决定,摆轮质量越高旋转力矩越大,而角速度由频率与摆幅决定。

8500的摆轮 功率为310微瓦,而3135是299微瓦,虽然8500频率较低,但摆轮综合性能相比3135提升4% 。


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最新评论

zhijian201 发表于 2013-1-1 22:11:17
顶  学习了。。太专业了。。
xiaoqiang_313 发表于 2013-1-1 22:33:28
学习了!
林芷晨 发表于 2013-1-1 23:21:06
有理有据~支持了!
shek329 发表于 2013-1-1 23:50:29
每次读楼主的比较文章都感觉挺有意思的,喜欢这样的理论探讨,喜欢深究技术的表友。如果挺劳的人也能从理论、技术、实践角度去反驳就更精彩了。
jie_uk 发表于 2013-1-2 00:08:07
厉害啊!
nomorewatch 发表于 2013-1-2 01:47:33
shek329 发表于 2013-1-1 07:50
每次读楼主的比较文章都感觉挺有意思的,喜欢这样的理论探讨,喜欢深究技术的表友。如果挺劳的人也能从理论 ...

可惜劳的技术基本上乏善可陈,从老帖子基本就可以找到所有相关信息,关键就是看反驳者自身的学术素养了。

对了,我最近在怀表区发的那几篇文章如何?有什么意见直说啊!
smartmind 发表于 2013-1-2 02:54:02
个人不成熟的意见:劳从来不是技术上的领先者,劳的卖点更多的在于耐用和持久。同轴擒纵的确是近几十年(也许是百年来)钟表核心部件的最重要发展之一,但是从频率可以看出,将两个部件配合完成的工作分解到四个部件配合完成,固然有很多优点,但其对加工的精度和工作环境的要求很高。虽然有硅游丝,DLC等技术可以延缓保养时间、提高精度,8500能否像3135一样在缺乏保养和恶略的工作环境下稳定工作,比如在I轴不良好润滑的情况下,还有待时间的检验。
飞越007 发表于 2013-1-2 04:24:19
有那么几天我没带表,朋友还是戴着他的FM。我发现他还是他 我还是是我。 释然了。。。。。。。!!!!!!!
shek329 发表于 2013-1-2 05:17:23
nomorewatch 发表于 2013-1-2 01:47
可惜劳的技术基本上乏善可陈,从老帖子基本就可以找到所有相关信息,关键就是看反驳者自身的学术素养了。 ...

文章不错,鼓励继续!
nomorewatch 发表于 2013-1-2 05:24:40
shek329 发表于 2013-1-1 13:17
文章不错,鼓励继续!

现代表的技术文章就有劳你们了,我现在写完美国表业的文章估计就得上学了。

喜欢的话,记得加点分哦!
stcjk 发表于 2013-1-2 10:18:23
上学?  是开学吗??  佩服!
漫步林间 发表于 2013-1-2 11:13:41
nomorewatch 发表于 2013-1-2 05:24
现代表的技术文章就有劳你们了,我现在写完美国表业的文章估计就得上学了。

喜欢的话,记得加点分哦! ...

喜欢您的文章,很有收获。
漫步林间 发表于 2013-1-2 11:14:37
无意谁胜谁负,但求事实真相。
nomorewatch 发表于 2013-1-2 11:53:24
漫步林间 发表于 2013-1-1 19:13
喜欢您的文章,很有收获。

别老是拍马屁,发表一下自己的意见,这样大家才会有进步。
漫步林间 发表于 2013-1-2 12:01:27
nomorewatch 发表于 2013-1-2 11:53
别老是拍马屁,发表一下自己的意见,这样大家才会有进步。

在别人的帖子里就不多说了,古董怀表我还是在学习阶段。
nomorewatch 发表于 2013-1-2 12:03:17
漫步林间 发表于 2013-1-1 20:01
在别人的帖子里就不多说了,古董怀表我还是在学习阶段。

真的要谢谢您了,毕竟我的帖子也需要人气和支持。

希望您日后多多支持啊!
漫步林间 发表于 2013-1-2 12:04:07
nomorewatch 发表于 2013-1-2 12:03
真的要谢谢您了,毕竟我的帖子也需要人气和支持。

希望您日后多多支持啊!

必须的!
cvb1028 发表于 2013-1-2 12:08:07
好文章.顶.
cvb1028 发表于 2013-1-2 12:08:12
好文章.顶.

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